表面参数 (Map Viewer)

适用于 ArcGIS Image for ArcGIS Online。

“表面参数”工具可使用测地线方法计算栅格表面的参数(例如坡向、坡度和曲率)。

将输出托管影像图层。

了解“表面参数”的工作原理

示例

“表面参数”工具可用于以下情景:

  • 使用测地线方法计算坡向和坡度。
  • 使用测地线方法计算不同类型的曲率。 例如,您可以计算切向曲率,以表现流经表面的流体的地形汇聚和分散特征。

用法说明

“表面参数”包括输入图层、表面参数设置和结果图层的配置。

输入图层

输入图层组包括以下参数:

  • 输入表面栅格是将用于计算的表面栅格。

    如果 z 单位可用于输入栅格的垂直坐标系,则将自动应用 z 单位。 如果未定义 z 单位,则将默认使用米。

表面参数设置

表面参数设置组包括以下参数:

  • 参数类型指定将计算的表面参数类型。

    每个可用的表面参数类型均通过在目标像元周围拟合局部表面来逐个像元地计算。 所有曲率类型输出的单位将是输出坐标系的 x,y 单位的倒数(高斯曲率倒数的平方)。 可用选项包括:

    • 坡度 - 将计算高程变化率,DEM 的一阶导数。 坡度输出值的范围取决于为坡度测量参数指定的单位。 这是默认设置。
    • 坡向 - 将计算每个像元的最大变化率的下坡方向。 输出表示每个位置的下坡所面对的罗盘方向。 坡向由 0 到 360 度之间的正度数表示,以北为基准方向按顺时针进行测量。
    • 平均曲率 - 将测量表面的整体曲率。 计算最小曲率和最大曲率的平均值即可获得平均曲率。 此曲率可描述表面的固有凸度或凹度,与方向或重力影响无关。 高正值表示最大剥蚀区域,高负值表示最大累积区域(Minár 等人, 2020)。
    • 切向(法向等值线)曲率 - 将测量在垂直于坡度线且与等值线相切的位置处的几何法曲率。 通常应用此曲率来表征流经某表面的流的汇聚和分散。 正值表示表面流分散的区域。 负切向曲率表示表面流汇聚的区域。 正切向(法向等值线)曲率表示表面在与坡度方向垂直的像元处凸起。 负曲率表示表面在与坡度方向垂直的像元处凹陷。 值为 0 表示表面为平面。
    • 剖面(投影等值线)曲率 - 将测量沿坡度线的几何法曲率。 通常应用此曲率来表征流经某表面的流的加速和减速。 正值表示表面流动和侵蚀加速的区域。 负剖面曲率表示表面流动和沉降减缓的区域。 正剖面(法向坡度线)曲率表示表面在坡度方向上的像元处凸起。 负曲率表示表面在相同方向上的像元处凹陷。 值为 0 表示表面为平面。
    • 平面(投影等值线)曲率 - 将测量沿等值线的曲率。
    • 等值线测地扭转 - 将测量沿等值线的坡度角变化率。
    • 高斯曲率 - 将测量表面的整体曲率。 该曲率可以通过计算最小曲率和最大曲率的乘积来获得。 正值表示表面在该像元处为凸面,而复制表示为凹面。 值为 0 表示表面为平面。
    • Casorati 曲率 - 将测量表面的一般曲率。 该值可为 0 或其他任意正数。 该值可为 0 或始终为正数。 高正值表示在多个方向上出现急剧弯曲的区域。
  • 坡度测量指定将用于输出坡度栅格的测量单位。

    仅当参数类型参数设置为坡度时,此参数才可用。 可用选项包括:

    • - 坡度值的范围为 0 至 90 度。
    • 增量百分比 - 范围为 0 至无限大。 平坦表面为 0%,45 度表面为 100%,随着表面变得越来越接近垂直,增量百分比将变得越来越大。
  • 工程测地线方位角指定是否将投影测地线方位角以校正由输出空间参考引起的角度畸变。

    仅当参数类型参数设置为坡向时,此参数才可用。

    • 未选中 - 将不会投影测地线方位角。 这是默认设置。
    • 选中 - 将投影测地线方位角。 在这种情况下,北方始终以 360 度表示,并且将投影方位角以校正由非等角的输出坐标系环境设置引起的畸变。 这些角度可用于沿着最陡峭的下坡坡度准确定位点。 如果您要将“表面参数”工具的输出作为“使用邻域分析”工具集中某个工具的输入反向栅格参数的输入,请选中工程测地线方位角参数。
  • 使用赤道投影指定是从赤道上的一点测量坡向还是从北极测量坡向。

    仅当参数类型参数设置为坡向时,此参数才可用。

    • 未选中 - 将从北极测量坡向。 这是默认设置。
    • 选中 - 系统将从赤道上的某个点开始测量坡向,以纠正接近两极时发生的方向偏斜。 此参数可确保南北轴和东西轴相互垂直。 如果地形靠近北极或南极,请使用此选项。
  • 局部表面类型指定将在目标像元周围拟合的表面函数的类型。 可用选项包括:

    • 二次 - 将二次表面函数拟合到邻域像元。 此表面函数不能精确拟合邻域像元,推荐用于大多数数据和应用。 这是默认设置。

      二次表面最大程度地减少了输入表面栅格中噪点的影响,这在计算曲率时尤其重要。

      当通过邻域距离参数指定的邻域大小大于像元大小以及使用自适应邻域选项时,请使用此选项。

    • 双二次 - 将双二次表面函数拟合到邻域像元。

      此选项适用于高精度输入表面。

      如果邻域距离大于输入栅格像元大小,则将失去双二次表面类型的精度优势。 将邻域距离保留为默认值(等于像元大小)。

  • 领域距离是与目标像元中心的距离,将根据此目标像元计算输出。 邻域距离可确定邻域大小。

    默认值为输入栅格像元大小,可生成 3 x 3 邻域。 邻域距离不能小于输入栅格像元大小。 如果指定的邻域距离不会导致像元大小的间隔为奇数,它将向上舍入到像元大小的下一个间隔。 此外,最大邻域距离等于像元大小的 7 倍,从而形成 15 x 15 像元窗口。 任何大于 7 倍像元大小的指定距离将始终使用 15 x 15 像元窗口。

    较小邻域距离可捕获地表中的更多局部变化(较小地表要素的特征)。 对于高分辨率高程数据,更大的距离可能更合适。

  • 使用自适应邻域指定邻域距离是否随地表变化而变化。 如果计算窗口中的内容变化过大,则邻域距离将缩小。 最大距离由邻域距离参数的值确定。

    最小距离为输入栅格像元大小。

    • 未选中 - 将在所有位置使用单一(固定)邻域距离。 这是默认设置。
    • 选中 - 将在所有位置使用自适应邻域距离。
  • Z 单位指定垂直 z 值的线性单位。

    由垂直坐标系(如果存在)定义。 如果垂直坐标系不存在,则应根据单位列表来定义 z 单位,以确保测地线计算正确。 默认单位为。 可用的线性单位为英寸英尺英里(美制)海里毫米分米厘米千米

结果图层

结果图层组包括以下参数:

  • 输出栅格名称是包含指定表面参数类型值的栅格的名称。

    名称必须唯一。 如果组织中已存在具有相同名称的图层,则工具将执行失败并提示您使用其他名称。

  • 输出图层类型用于指定将创建的栅格输出的类型。 可以输出切片影像图层或动态影像图层。
  • 保存在文件夹中将指定我的内容中将用于保存结果的文件夹的名称。

环境

分析环境设置是影响工具执行结果的附加参数。 可以从环境设置参数组访问工具的分析环境设置。

此工具支持以下分析环境:

配额

此工具会消耗配额。

使用估计配额可计算运行该工具所需的配额数。 有关详细信息,请参阅了解用于空间分析的配额

输出

输出是一个包含指定表面参数类型值的输出栅格。

许可要求

该工具需要以下许可和配置:

  • CreatorGIS Professional 用户类型
  • 发布者、服务商或管理员角色,或等效的自定义角色
  • ArcGIS Image for ArcGIS Online

参考资料

  • James D.E., M.D. Tomer, S.A. Porter. 2014. "Trans-scalar landform segmentation from high-resolution digital elevation models." Poster presented at: ESRI Annual Users Conference; July 2014; San Diego, California.
  • Minár, J., Evans, I. S., & Jenčo, M. 2020. "A comprehensive system of definitions of land surface (topographic) curvatures, with implications for their application in geoscience modelling and prediction". Earth-Science Reviews, 103414. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103414

资源

请通过以下资源了解更多详细信息: